การใช้โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ในด้านการแพทย์ การใช้โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ในด้านการแพทย์

 

 

รูปลักษณ์ของโลหะไทเทเนียมมีความแวววาวสีเทาเงิน

เนื่องจากโลหะผสมและวัสดุพาหะชนิดใหม่ โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาที่เกี่ยวข้อง เช่น การปลูกถ่ายอวัยวะ วัสดุทางเลือก ทันตกรรม และอุปกรณ์ทางการแพทย์ โลหะผสมไททาเนียมและไททาเนียมมีคุณลักษณะของความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี มีความแข็งแรงจำเพาะสูง โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ ต้านทานความล้า และความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีทำให้มีข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ ดังนั้นจึงได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางในวงการแพทย์ แต่ก็ยากที่จะทุ่มเทให้กับการปรับปรุงเพิ่มเติมต่อไป เนื่องจากมีความต้านทานการสึกหรอและประสิทธิภาพของกระบวนการต่ำ กำลังดำเนินการ.

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจของประเทศ ความต้องการโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ในสาขาการแพทย์จึงเพิ่มขึ้นเนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม เนื่องจากวัสดุโลหะที่มีคุณสมบัติทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม ไทเทเนียมและโลหะผสมจึงมีแนวโน้มการใช้งานที่ดีในวงการแพทย์ อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้ว ยังมีช่องว่างในการวิจัยและพัฒนาและการประยุกต์ใช้วัสดุโลหะผสมไทเทเนียมในประเทศของฉัน เช่น โมดูลัสยืดหยุ่นสูง กิจกรรมพื้นผิวที่ไม่ดี ความต้านทานการสึกหรอต่ำ และความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมไทเทเนียม . จะส่งผลโดยตรงต่อความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุ ดังนั้น เพื่อพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมใหม่ที่มีประสิทธิภาพครอบคลุมดีขึ้น ประเทศของฉันควรเพิ่มความพยายามในการวิจัยและพัฒนาวัสดุ มุ่งเน้นไปที่นวัตกรรม และพัฒนาวัสดุชีวการแพทย์ที่มีโมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ ทนต่อการสึกหรอสูง ทนต่อการกัดกร่อน และความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม วัสดุโลหะผสมไทเทเนียม

ไทเทเนียมมีความสัมพันธ์ที่ดีกับเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของมนุษย์และเนื้อเยื่อเยื่อบุผิวกระดูก และคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมของมันยังสะท้อนถึงข้อดีของโลหะผสมทางการแพทย์อีกด้วย และมีความหนาแน่นต่ำ น้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี สวมใส่สบาย ดังนั้นไทเทเนียมจึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะฟันปลอม (รากฟันเทียม) นอกจากนี้ หลังจากการรักษาพื้นผิวของฟันปลอมไทเทเนียม ประสิทธิภาพด้านสุนทรียศาสตร์ก็เพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของสาธารณชนในด้านความงามและให้ความเพลิดเพลินในการมองเห็นแก่ผู้คน

 

01.สำหรับทิศทางอุปกรณ์การแพทย์

เครื่องมือทางการแพทย์โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์เป็นเครื่องมือผ่าตัดรุ่นที่สามรองจากเหล็กกล้าคาร์บอนและสแตนเลส เพื่อปรับปรุงความต้านทานสนิมของเครื่องมือสแตนเลส จึงมักดำเนินการปรับสภาพพื้นผิว เช่น การชุบโครเมี่ยม และการขัดเงาด้วยไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม โครเมียมเป็นพิษ และชั้นโครเมียมที่หลุดออกมาจะมีผลกระทบบางอย่างต่อร่างกายมนุษย์

 

ข้อดีของโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ในฐานะอุปกรณ์ทางการแพทย์คือ:

1. เครื่องมือมีน้ำหนักเบา ช่วยลดความเสียหายต่อหลอดเลือด กล้ามเนื้อ และอวัยวะต่างๆ ระหว่างการผ่าตัด และลดความเมื่อยล้าของแพทย์ เครื่องมือไทเทเนียมทางการแพทย์มีความเหมาะสมมากกว่าสำหรับการผ่าตัดด้วยไมโครขนาดเล็ก

2. ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีและปลอดสารพิษ อุปกรณ์ไม่เป็นสนิม แผลไม่ติดเชื้อง่าย และแผลหายเร็ว

3. โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์มีความยืดหยุ่นปานกลาง และเหมาะสำหรับเครื่องมือเช่นคีม แหนบ และมีดผ่าตัดขนาดเล็ก

4. เมื่อใช้งานภายใต้โคมไฟที่ไม่มีเงา ประสิทธิภาพการสะท้อนแสงของไททาเนียมทางการแพทย์จะอ่อนแอ ซึ่งเหมาะสมกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม

เครื่องมือทางการแพทย์ไทเทเนียมทางการแพทย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย: มีดผ่าตัด, คีมผ่าตัด, คีมผ่าตัด, เครื่องขยายหน้าอก, เข็มเย็บ, ไหมเย็บ ฯลฯ ลวดไทเทเนียมทางการแพทย์ใช้เป็นรอยประสานในการผ่าตัด และเมื่อเทียบกับวัสดุอื่น ๆ มันมีข้อดีของปฏิกิริยาของเนื้อเยื่อขนาดเล็กและดี ความต้านทานแรงบิด (เช่นลวดสแตนเลส) หลังจากการเย็บแผลผ่าตัดจะไม่เกิดการอักเสบได้ง่าย และบริเวณรอยเย็บจะไม่เคลื่อนตัวได้ง่าย โดยทั่วไปการเย็บจะใช้ลวดไทเทเนียมทางการแพทย์ (ลวด TA1 หรือ TA2) โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5-0.8 มม. นอกจากนี้ ความยืดหยุ่นที่อ่อนโยนที่เกิดจากลวดโลหะผสมไททาเนียม-นิกเกิลสามารถช่วยให้บาดแผลหายได้อย่างรวดเร็ว

นอกจากนี้ โลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ยังเป็นวัสดุที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์ช่วยฟื้นฟูสมรรถภาพ เช่น รถเข็นคนพิการ ไม้ค้ำยัน เฝือก อุปกรณ์ทางการแพทย์ เป็นต้น

 

02. ใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุข้อต่อเทียม

ตามรายงานวรรณกรรมที่เกี่ยวข้อง ผู้ป่วยประมาณ 100 ล้านคนทั่วโลกต้องทนทุกข์ทรมานจากการอักเสบของข้อเข่าและข้อแขนทุกปี และการผ่าตัดเปลี่ยนทดแทนมีความจำเป็น ดังนั้นโลหะผสมไทเทเนียมที่มีฟังก์ชันการทดแทนที่ดีเยี่ยมจึงนำมาซึ่งข่าวดีสำหรับเรื่องนี้ เมื่อเทียบกับเซรามิก สแตนเลส และวัสดุอื่นๆ โมดูลัสยืดหยุ่นของโลหะผสมไททาเนียมนั้นใกล้เคียงกับกระดูกมนุษย์มากกว่า และมีข้อดีมากกว่าในโมดูลัส ดังนั้นโลหะผสมไทเทเนียมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแก้ไขข้อต่อข้อเท้าและข้อต่อข้อศอก นอกจากนี้ วัสดุโลหะผสมไททาเนียมที่มีรูพรุนสามารถทำให้อวัยวะเทียมมีฤทธิ์ทางชีวภาพและช่วยในการรักษาศีรษะต้นขา พื้นผิวโลหะผสมไทเทเนียมมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี และสามารถกระตุ้นการเติบโตของเซลล์กระดูกได้ ดังนั้นจึงแนะนำอย่างยิ่งโดยแพทย์และผู้เชี่ยวชาญด้านกระดูกและข้อ

ข้อได้เปรียบหลักของไททาเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์ในการบูรณะรากฟันเทียมคือ: 1 มีความแข็งแรงสูง มีความเสถียรทางเคมีที่ดี และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ; 2 ปลอดสารพิษและจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ 3 โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ เข้ากันได้กับกระดูกมนุษย์มากขึ้น ④โลหะผสมหน่วยความจำมีความสามารถที่ยืดหยุ่นและฟังก์ชั่นการกู้คืนรูปร่าง โดยสรุป การใช้ไทเทเนียมในการซ่อมแซมกะโหลกศีรษะส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็น: การใช้ตาข่ายไทเทเนียมสามารถซ่อมแซมกะโหลกศีรษะที่มีข้อบกพร่องได้ การใช้งานในระบบหัวใจและหลอดเลือดของมนุษย์สะท้อนให้เห็นในการเตรียมลิ้นหัวใจเทียม ตัวกรองเลือด เครื่องกระตุ้นหัวใจ และเครื่องปั๊มหัวใจเทียม

 

ควรสังเกตว่าไทเทเนียมไม่เหมาะกับส่วนประกอบข้อต่อเทียมทั้งหมด ในบรรดาชิ้นส่วนข้อต่อ ชิ้นส่วนที่แกว่งบ่อย ๆ ไม่เหมาะ เนื่องจากไททาเนียมสวมใส่ง่าย (ควรใช้เซรามิกและโคบอลต์อัลลอยด์) และควรใช้ไททาเนียมอัลลอยด์สำหรับชิ้นส่วนที่ฝัง เพื่อให้รวมกับกระดูกของร่างกายสิ่งมีชีวิตโดยเร็วที่สุด จำเป็นต้องทำให้พื้นผิวของโลหะผสมไทเทเนียมไม่เรียบ และเคลือบด้วยตัวเหนี่ยวนำกระดูก เช่น อะพาไทต์ (อะพาไทต์) และแก้วชีวภาพ

 

03. ไทเทเนียมมีส่วนช่วยอย่างมากในการพัฒนาด้านทันตกรรม

โลหะที่ใช้ในการผ่าตัดทางทันตกรรมเริ่มต้นจากอะมัลกัมและครอบฟันโลหะในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 โลหะผสมทอง เงิน และแพลเลเดียมส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้ในทศวรรษ 1960 หลังจากทศวรรษ 1970 เหล็กกล้าไร้สนิมได้กลายมาเป็นอุปกรณ์จัดฟันแบบถาวรและถอดออกได้ วัสดุที่ใช้กันมากที่สุดคือเทคโนโลยีการหล่อไทเทเนียม ได้รับการส่งเสริมและนำไปใช้ในทศวรรษ 1990 เครื่องหล่อความแม่นยำไทเทเนียมทันตกรรมมีลักษณะของความแม่นยำมิติสูง ไม่มีฟองอากาศ โพรงหดตัวและอื่น ๆ ในบรรดาวัสดุโลหะที่ใช้สำหรับการซ่อมแซมเนื้อเยื่อแข็งของมนุษย์ โมดูลัสยืดหยุ่นของไทเทเนียมนั้นใกล้เคียงกับเนื้อเยื่อของมนุษย์มากที่สุด ซึ่งสามารถลดแรงกดต่อการปลูกถ่ายโลหะและกระดูกได้ ความไม่เข้ากันทางกลระหว่างเนื้อเยื่อ ไทเทเนียมมีค่าการนำความร้อนต่ำที่สุดในบรรดาวัสดุโลหะทั้งหมดที่ใช้ในการบูรณะฟัน การนำความร้อนต่ำช่วยลดการกระตุ้นความร้อนของเนื้อครอบฟัน ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับการบูรณะฟัน การฝังไทเทเนียมและครอบฟันแบบเต็มสามารถป้องกันเยื่อกระดาษจากการกระตุ้นร้อนและเย็นได้ จากมุมมองของวัสดุ ไทเทเนียมทางทันตกรรมส่วนใหญ่เป็นไทเทเนียมบริสุทธิ์ แต่มีความแข็งแรงไม่เพียงพอ บดยาก ทนต่อการสึกหรอไม่ดี มีแนวโน้มที่จะมีข้อบกพร่องในการหล่อ และคุณภาพไม่เสถียร โลหะผสมไทเทเนียมมีความแข็งแรงสูง โดยทั่วไปจะใช้โลหะผสม Ti-6Al-4V แต่เนื่องจากโลหะ V เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ จึงใช้ Nb แทน V และ Ti-6 โลหะผสมอัล-7Nb ได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จ ซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์โดยทั่วไป มีข้อดีคือมีความเป็นพลาสติกที่แข็งแกร่งและมีฤทธิ์กัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และได้รับการรับรองตามมาตรฐาน ASTM ปัจจุบันโลหะผสมไทเทเนียม-นิกเกิลที่มีความยืดหยุ่นสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการจัดฟัน

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ประเทศที่พัฒนาแล้วได้เริ่มศึกษาการใช้ไทเทเนียมในการบูรณะช่องปาก ครั้งแรกสำหรับรากฟันเทียม และต่อมาสำหรับเหล็กยึดฟันปลอม สะพานฟัน และลวดจัดฟัน ปัจจุบัน ไทเทเนียมมีจำหน่ายทั้งแบบเม็ดมะยมและสกรูเม็ดมะยม , สะพานตายตัว, สะพานพอร์ซเลน, สะพานเชื่อม, ตะขอฟันปลอม, ฐาน, ขั้วต่อและเหล็กเสริม ชิ้นส่วนโลหะเกือบทั้งหมดของฟันปลอมสามารถทำจากไทเทเนียมได้ การศึกษาโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมได้กลายเป็นประเด็นสำคัญในการศึกษาโลหะผสมสำหรับการใช้งานทางทันตกรรม ฟันพอร์ซเลนโลหะผสมไททาเนียมสามารถคืนรูปร่างและการทำงานของตัวฟันได้ดี และมีความแข็งแรงสูง ลักษณะสวยงาม สีคงที่ พื้นผิวเรียบ ทนต่อการสึกหรอและทนต่อการกัดกร่อน เป็นการบูรณะแบบถาวรและเหมาะสำหรับฟันที่ติดแน่นทุกซี่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและเหมาะสำหรับผู้ที่มีความไวต่อไอออนนิกเกิล มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบูรณะฟัน